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Thème 1 Constitution et transformations de la matière

© Éditions Hatier, 2020.

Bilan • Avantages et inconvénients d"un véhicule utilisant une pile à combustible :

Avantage Inconvénient

Pas de rejet de gaz à effet de serre Recyclage de la membrane Pas d"utilsation de moteur thermique, hydrocarbures Moindre autonomie Faible coût du combustible Utilisation d"hydrocarbure pour produire le dihydrogène

Coût du véhicule

• Le dispositif est totalement fonctionnel mais son coût est encore élevé et son autonomie faible.

Exercices

Exercices 1 à 24 corrigés à la fin du manuel de l"élève.

Exercices

25 à 28 corrigés dans le manuel de l"élève.

Exercice

29 corrigé à la fin du manuel de l"élève.

30 a. Qr =

NH4+ × F -

HF] × [NH3] b. Qr = SO42- × H3O+2

H2SO4]c02

c. Qr = Fe2+ Zn2+

Exercice

31 corrigé à la fin du manuel de l"élève.

32 Qr,i = Cu2+

Fe2+ = 1

On a Qr > K donc l"évolution a lieu dans le sens inverse.

33 Qr,éq = K = CH3CO2- × [H3O+]

CH3CO2H] × c0 = 1,26 × 10-4 × 1,26 × 10-4

8,74 × 10-4

Qr,éq = K = 1,82 × 10-5

Exercice

34 corrigé à la fin du manuel de l"élève.

35 K(T) = Qr,éq = Cu2+éq[NH3]éq

Cu(NH3)2+éq c0 = 5,2 × 10-3

Exercice

36 corrigé à la fin du manuel de l"élève.

37 a. Demi-pile cuivre : Cu2+(aq) + 2 e- = Cu(s) (réduction)

Demi-pile zinc : Zn

(s) = Zn2+(aq) + 2 e- (oxydation) b. La borne positive est la lame de cuivre.

Exercice

38 corrigé à la fin du manuel de l"élève.

39 a. Ag+ (aq) + e- = Ag (s) et Pb (s) = Pb2+ (aq) + 2 e-

D"après la première demi-équation, on a ne- = nAg+ b. Lors du fonctionnement de la pile, il y a eu

échange de ne- = nAg+ = 2,3 × 10-4 mol.

La capacité de la pile est donc :

Q = ne-F = 2,3 10-4 9,65 104 = 22 C

Exercice

40 corrigé à la fin du manuel de l"élève.

41 a. Qr = Sn2+

Cu2+ Mélange 1. Qr = 7,8 × 10-3

2,1 × 10-4

= 37 < K donc l"évolution a lieu dans le sens direct.

Mélange 2. Qr = 8,1 × 10-5

1,0 × 10-2

= 8,1 × 10-3 < K donc l"évolution a lieu dans le sens direct. b. Mélange 3. À l"équilibre, Qr = K, soit :

1,26 × 10-4

= 8,1 × 1015 donc c = 1,6 × 10-20 mol·L-1.

Cette valeur est tellement faible qu"il n"y a

pratiquement plus aucun ion (de l"ordre de 1 par millilitre).

Exercice

42 corrigé à la fin du manuel de l"élève.

43 1. Fe3+ (aq) + SCN- (aq) FeSCN2+ (aq)

2. a. À l"état initial, on n"a pas d"ion complexe

FeSCN

2+ formé donc [FeSCN2+] = 0 mol·L-1 et Qr = 0.

b. Qr augmente pour atteindre Qr = K.

44 a. HCO2H (aq) + H2O (l) HCO2- (aq) + H3O+ (aq)

b. HCO2H(aq) + H2O(l) HCO2-(aq) + H3O+(aq)

Av. Quantité

de matière... ...de HCO2H ...de H2O ...de HCO2- ...de H3O+

0 ...apportée

à l"état initial n = cV excès 0 0

x ...en cours de réaction cV - x excès x x xéq ...présente à l"état d"équilibre cV - xéq excès xéq xéq c. À l"équilibre, nH3O+ = nHCO2 = xéq.

On déduit que [H

3O+]éq = [HCO2-]éq = xéq

À l"équilibre, nHCO2H = cV - xéq.

On déduit que [HCO

2H]éq = cV - xéq

= c - xéq d. À l"équilibre, = H3O+[H3O+]éq + HCO2-[HCO2-]éq. = H3O+xéq + HCO2-xéq

V = (H3O+ + HCO2-)xéq

éq = V

H3O+ + HCO2-

éq = 2,75 × 10-2 S·m-1 × 100,0 × 10-6 m3

349,8 × 10-4 S·m2·mol-1 + 54,6 × 10-4 S·m2·mol-1

éq = 6,81 × 10-5 mol

e. K = Qr,éq = HCO2-éq × H3O+éq

HCO2H]éq c0

= x éq

× xéq

c - xéq

K = 6,81 × 10-5

0,100

× 6,81 × 10-5

0,100

2,5 × 10-3 - 6,81 × 10-5

0,100 = 2,6 × 10-4 Chapitre 6 • Évolution spontanée d"un système chimique

© Éditions Hatier, 2020.

45 a. La charge d"un électron est -e = -1,6 × 10-19 C.

b. N = 1 mol × NA = 6,02 × 1023 c. Q = N × (-e) = -9,65 × 104 C et F = 9,65 × 10

4 C·mol-1.

46 a. L"acide lactique en solution a réagi avec l"eau :

3H6O3 + H2O C3H5O3- + H3O+

b. On met en jeu : n0 = cV = 0,10 × 100 × 10-3 = 0,010 mol Si la réaction était totale, tout l"acide disparaîtrait et n - xmax = 0 soit xmax = 0,010 mol.

Comme pH = 2,1, on a :

n = [H3O+]V = 10-pHV = 10-2,1 × 100 × 10-3 n = 7,9 × 10-4 mol

Grâce au tableau d"avancement, on obtient :

f = nH3O+= 7,9 × 10-4 mol c. f = xf max = 7,9 × 10-4

0,010 = 0,079 = 7,9 %

d. On a :quotesdbs_dbs7.pdfusesText_5

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